JPS6135918B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6135918B2
JPS6135918B2 JP55185515A JP18551580A JPS6135918B2 JP S6135918 B2 JPS6135918 B2 JP S6135918B2 JP 55185515 A JP55185515 A JP 55185515A JP 18551580 A JP18551580 A JP 18551580A JP S6135918 B2 JPS6135918 B2 JP S6135918B2
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JP
Japan
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pump
nozzle
air
liquid
aeration device
Prior art date
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Application number
JP55185515A
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Japanese (ja)
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JPS57110387A (en
Inventor
Tomoyuki Shibata
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/102Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration with means for agitating the liquid

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は曝気装置に関するものであり、特に汚
水処理のピツト内に設置して好適な曝気装置に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an aeration device, and particularly to an aeration device suitable for installation in a sewage treatment pit.

従来より、汚水処理装置としてピツト中に曝気
装置を設置し、汚水中に空気を吸込んで空気中の
酸素により汚水の浄化処理を行うことが広く行わ
れている。
BACKGROUND ART Conventionally, as a sewage treatment device, an aeration device is installed in a pit, air is sucked into the sewage water, and the sewage is purified using oxygen in the air.

従来、ポンプの吐出し口に直接あるいは立上り
曲管を介して空気室に開口するノズルが設けられ
ており、また空気導入管とデイフユーザが接続さ
れていて被処理液体中に設置され、ポンプによる
気水のジエツト流を生じさせる曝気装置において
は、噴射される流れがデイフユーザの内壁への接
触が乱れ、充分な空気が吸入されず。しかも吸入
された空気の気泡の大きさは不均一で、時には大
きな気泡が細分されずそのままデイフユーザから
流出するという欠点があつた。
Conventionally, a nozzle that opens into the air chamber either directly at the discharge port of the pump or via an upright bent pipe is provided, and an air introduction pipe and a diffuser are connected and installed in the liquid to be treated, and the pump generates air. In an aeration device that generates a jet stream of water, the injected stream does not come into contact with the inner wall of the diffuser, and not enough air is sucked in. Moreover, the size of the bubbles of the sucked air is non-uniform, and sometimes large bubbles are not subdivided and flow out of the diffuser as they are.

このようなジエツト式曝気装置の欠点の解決策
として、ノズルの上流或いは下流側でジエツト流
を旋回させることも試みられてはいるが、これら
はいずれもスクリユーを用いて旋回させようとす
るものであり、ノズルの上流側にスクリユーを設
けたものでは、汚水中の物質のスクリユーの詰ま
り、旋回によるエネルギの損失、強制急旋回のた
めの乱流の発生等の原因により吸入される空気量
は逆に減少する傾向があり、またノズルの下流側
に設けたものでは、スクリユーによる物質の詰ま
りと共に空気吸入のために一番重要である部分に
スクリユーを設けているために、噴射流が均一に
滑らかにデイフユーザ内壁に接触せず、空気量は
減少するという欠点がある。
As a solution to these drawbacks of jet aeration equipment, attempts have been made to swirl the jet flow upstream or downstream of the nozzle, but none of these attempts to swirl the jet flow using a screw. However, with a screw installed on the upstream side of the nozzle, the amount of air taken in is reversed due to causes such as clogging of the screw with substances in wastewater, loss of energy due to swirling, and generation of turbulence due to forced sharp swirling. In addition, if the nozzle is installed downstream of the nozzle, the screw will not clog the material, and since the screw is installed in the most important part for air intake, the jet flow will be uniform and smooth. However, there is a disadvantage that the air volume does not come into contact with the inner wall of the diff user, and the amount of air decreases.

一方、浄化槽新構造基準によるとし尿処理にお
いて、し尿の通路断面直径は40φ以上あればよい
とされている。処が40φより小さいノズルの曝気
装置において40φまで、そのまゝ直径を増大させ
ると吸入空気量が減少してしまうことになる。そ
こで特願昭53−64345号に係わる発明「曝気装
置」は「処理される液体中において、駆動される
ポンプと、該ポンプに液体的に連結されているエ
ゼクタとから成り、該エゼクタは前記ポンプから
の液体が供給されるノズル部と、該ノズル部を囲
繞するように形成されていて気体を導入するため
の空気導入管が開口している空気室と、前記ノズ
ル部から噴出される液体が通るデイフユーザ部と
から構成されているものにおいて、前記エゼクタ
か前記ポンプの吐出液流方向に対して少なくとも
2方向に3次元的に折り曲げられている通路を有
する部材を介して前記ポンプに接続されているこ
とを特徴とする曝気装置。」であつて、二方向に
三次元的に折り曲げられている通路をとおる間に
整流されて、且つ旋回が与えられてノズルより噴
射される液体はエゼクタの内壁に旋回し乍ら接触
し、空気との接触面積が大きくなり、かつ直管部
でも旋回しているので吸入空気量は増大し、かつ
吸入された空気は管の中心に向つて進み気泡が微
細化される過程が長くなり、大量の微細化された
気泡が得られる効果を有している。
On the other hand, in human waste disposal according to the new septic tank structure standards, the cross-sectional diameter of the human waste passage must be 40φ or more. In an aeration device with a nozzle smaller than 40φ, if the diameter is increased to 40φ, the amount of intake air will decrease. Therefore, the invention ``aeration device'' related to Japanese Patent Application No. 53-64345 is ``composed of a pump that is driven in the liquid to be treated, and an ejector that is fluidly connected to the pump, and the ejector is connected to the pump. a nozzle portion to which liquid is supplied from the nozzle portion; an air chamber formed to surround the nozzle portion and having an air introduction pipe for introducing gas; and a liquid ejected from the nozzle portion. The ejector is connected to the pump via a member having a passage that is three-dimensionally bent in at least two directions with respect to the flow direction of liquid discharged from the pump. The liquid is rectified while passing through a passage that is three-dimensionally bent in two directions, and is given a swirl so that the liquid is injected from the nozzle onto the inner wall of the ejector. The area of contact with the air becomes larger, and since the straight pipe part also swirls, the amount of intake air increases, and the sucked air moves toward the center of the pipe, causing fine air bubbles to form. This has the effect of prolonging the process of oxidation and producing a large amount of fine bubbles.

しかし乍らこの改良された曝気装置は性能上は
改善されたが、2方向に三次元的に、或は場合に
より二次元的にポンプの吐出し管に続いて通路を
設けるため、デイフユーザがポンプと一直線上に
来ず設置面積が大きく、組立もそれだけ工数がか
かることになつている。
However, although this improved aeration device has improved performance, it requires a passage to follow the pump discharge pipe in two directions, three dimensions, or in some cases, two dimensions, so that the diffuser user can They do not sit in a straight line, require a large installation area, and require more man-hours to assemble.

本発明は従来の曝気装置のデイフユーザの内壁
への接触が乱れて、充分な空気が吸入されず、し
かも吸入された空気の気泡の大きさが不均一で、
時には大きな気泡がそのままデイフユーザから流
出するという欠点を改善して、ノズルよりデイフ
ユーザに進む液体に旋回流を生じさせると共にポ
ンプとデイフユーザが一直線上に配され、設置面
積が小さく組立の簡単な曝気装置を提供すること
を目的とするものである。
In the present invention, the contact with the inner wall of the diffuser of the conventional aeration device is disturbed, and sufficient air is not inhaled, and the size of the bubbles of the inhaled air is uneven.
This improves the disadvantage that large bubbles sometimes flow out of the diff user, creates a swirling flow in the liquid that advances from the nozzle to the diff user, and the pump and the diff user are arranged in a straight line, creating an aeration system with a small footprint and easy assembly. The purpose is to provide

本発明は前面が解放されている羽根車、例えば
セミオープン形の羽根車の開放側前面と吸込口間
に空間を設け、その外周と共に渦巻室を構成して
渦巻室より吐出し口に到る液体通路を設けたポン
プ、例えばボルテツクスポンプは固形物を含む液
送に適するものであること、並びに、このボルテ
ツクスポンプを運転すると該渦巻室においてはポ
ンプ主軸の延長上を中心として吸込口より渦巻室
に次第に広がるスパイラル状に旋回流が生ずるこ
とが従来より知られている。本願発明者は更に実
験の結果、ボルテツクスポンプの主軸に交叉する
吐出し口方向を中心に吐出し管内にもスパイラル
状に旋回流が生じていることを見い出した。
The present invention provides a space between the open front surface of an impeller with an open front surface, such as a semi-open impeller, and the suction port, and forms a volute chamber along with the outer periphery of the impeller, and from the vortex chamber reaches the discharge port. Pumps with liquid passages, such as vortex pumps, are suitable for transporting liquids containing solids, and when the vortex pump is operated, the vortex chamber is centered on the extension of the main shaft of the pump, from the suction port. It has been known that a swirling flow is generated in a spiral shape that gradually expands in a swirl chamber. As a result of experiments, the inventor of the present application further discovered that a swirling flow was generated in a spiral shape within the discharge pipe centered in the direction of the discharge port intersecting the main axis of the vortex pump.

そこでボルテツクスポンプの吐出し口にノズル
を結合してノズル近傍の空気室に空気導入管を開
口させ、空気室に続いてノズルと一直線上にデイ
フユーザを配すると、旋回流による空気吸込量の
増大と気泡の細分化を計れる訳である。
Therefore, by connecting a nozzle to the discharge port of a vortex pump, opening an air introduction pipe into an air chamber near the nozzle, and placing a diffuser in a straight line with the nozzle following the air chamber, the amount of air intake due to swirling flow can be increased. This allows us to measure the subdivision of bubbles.

以下本発明の実施例を図面に従つて説明する。
第1図は曝気装置の縦断面図、第2図は第1図の
平面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the aeration device, and FIG. 2 is a plan view of FIG. 1.

被処理液体例えば汚水処理のピツト槽底に設置
される全体を1で示す水中モータポンプは上部に
モータ2をその下方のモータ2の下部ブラケツト
3に中間ケーシング4が固定されており、中間ケ
ーシング4には図示されない軸封装置が設けてあ
り、該軸封装置を挿通する主軸5端にはセミオー
プンの羽根車6が固定され、羽根車6は中間ケー
シング4に固定されたケーシング7中に収容され
ており、羽根車6の開放側前面より空間8をおい
てケーシング7には吸込口9が設けてある。ケー
シング7には水中モータポンプ1を支持し、吸込
口9前流路を構成するように一体に脚11が設け
てある。空間8とその外周部は渦巻室となるもの
であつて吐出し口12に該渦巻室がつながつてい
る。このように構成されたポンプはボルテツクス
ポンプと称されるものである。
A submersible motor pump, which is installed at the bottom of a pit tank for treating liquids such as sewage, and is shown as a whole by 1, has a motor 2 at the top and an intermediate casing 4 fixed to a lower bracket 3 of the motor 2 below. is provided with a shaft sealing device (not shown), and a semi-open impeller 6 is fixed to the end of the main shaft 5 through which the shaft sealing device is inserted, and the impeller 6 is housed in a casing 7 fixed to the intermediate casing 4. A suction port 9 is provided in the casing 7 at a space 8 from the front surface of the open side of the impeller 6. Legs 11 are integrally provided in the casing 7 to support the submersible motor pump 1 and to form a flow path in front of the suction port 9. The space 8 and its outer periphery serve as a vortex chamber, and the vortex chamber is connected to the discharge port 12. A pump configured in this manner is called a vortex pump.

全体を13で示すエゼクタは水中モータポンプ
1から供給される液体を噴出するノズル14を、
結合されたケーシング7と空気室15に挾持固定
され、この空気室15に真直に延びて、ノズル1
4から噴射される液体の速度エネルギの圧力を回
復するデイフユーザ16が固定されている。
The ejector, generally designated 13, has a nozzle 14 that spouts liquid supplied from the submersible motor pump 1.
The nozzle 1 is clamped and fixed to the combined casing 7 and the air chamber 15, and extends straight into the air chamber 15.
A diffuser 16 is fixed to recover the pressure of the velocity energy of the liquid injected from 4.

エゼクタ13の先端はピツト槽底に立設した取
付具17によりデイフユーザ16を挾持固定して
ある。また空気室15には、気体例えば大気が導
入される空気導入管18が開口し、該管は上方へ
延びて大気中に開口し、その途中に仕切弁19
が、また大気中の開口部には消音器21が設けら
れている。空気導入管18は、第1図において
は、空気室15の上部に開口しているように図示
されているが、鎖線で管の一部を示すように、空
気室15の下部に空気導入管18′を開口するこ
ともできる。
A diffuser 16 is clamped and fixed at the tip of the ejector 13 by a fixture 17 provided upright at the bottom of the pit tank. Furthermore, an air introduction pipe 18 through which a gas such as the atmosphere is introduced is opened in the air chamber 15, and the pipe extends upward and opens into the atmosphere, with a gate valve 19 in the middle.
However, a silencer 21 is also provided at the opening into the atmosphere. Although the air introduction pipe 18 is shown in FIG. 1 as opening at the upper part of the air chamber 15, the air introduction pipe 18 is opened at the lower part of the air chamber 15 as shown by a chain line. 18' can also be opened.

モータ2が起動されると主軸5、従つて羽根車
6が回転すると、羽根車6内部で第1図の紙面に
投影される平面図が図示Bの流れが発生し、この
流れBにつられて主軸5の延長上を中心とする渦
Aが発生し、吸込口9より吸込まれた液体はスパ
イラル状に旋回し乍ら渦巻室より吐出し口12に
向う。
When the motor 2 is started, the main shaft 5 and therefore the impeller 6 rotate, and the plan view projected on the paper of FIG. A vortex A centered on the extension of the main shaft 5 is generated, and the liquid sucked in from the suction port 9 is directed from the volute chamber toward the discharge port 12 while swirling in a spiral shape.

吐出し口12より流出する液体はノズル14に
より空気室15に噴射され、そしてデイフユーザ
16の直線状部分の管の内壁16′に接触する。
これによつて、空気導入管18より空気が吸引さ
れ噴射された液体の表面と接触し次第に空気の通
路22が狭くなり、接線的に内壁と液体が合わさ
り、その後速度エネルギが圧力回復されてデイフ
ユーザ16から流出する。そして、このときボル
テツクスポンプの作用として吐出し口12より流
出する液体は吐出し口12の中心は主軸5の延長
とは交叉又はくい違い交叉しているのであるが、
吐出し口12の中心を中心として旋回し乍ら進み
水流はねじりが与えられている。従つてノズル1
4、空気室15、デイフユーザ16と水流にねじ
りが与えられてゆるやかな旋回流が与えられる結
果、ノズル14より噴射される液体はデイフユー
ザ16の直線状の管の内壁16′に旋回しながら
接触するので、空気との接触面積が大きくなり、
且つ、デイフユーザ16の直管部でも旋回してい
るので、実質的に該直管部分が長くなつたのと同
じ効果が得られ、それだけ吸入される空気量は増
大し、かつ吸入された空気は管の中心部に向つて
進み、気泡が微細化される道程が長くなり、汚水
の浄化作用に好都合である大量の微細化された気
泡が得られるものである。
The liquid flowing out from the outlet 12 is injected into the air chamber 15 by the nozzle 14 and comes into contact with the inner wall 16' of the tube in the straight section of the diffuser 16.
As a result, air is sucked through the air introduction pipe 18 and comes into contact with the surface of the injected liquid, gradually narrowing the air passage 22, tangentially bringing the inner wall and liquid together, and then the velocity energy is restored to pressure and the diffuser is activated. It flows out from 16. At this time, as a result of the action of the vortex pump, the liquid flowing out from the discharge port 12 crosses or intersects the center of the discharge port 12 with the extension of the main shaft 5.
The water flow swirls around the center of the discharge port 12 and is twisted. Therefore nozzle 1
4. As a result of twisting the air chamber 15, the diffuser 16, and the water flow to give a gentle swirling flow, the liquid injected from the nozzle 14 comes into contact with the inner wall 16' of the straight pipe of the diffuser 16 while swirling. Therefore, the contact area with air increases,
In addition, since the straight pipe section of the differential user 16 also turns, the same effect as when the straight pipe section is lengthened is obtained, and the amount of air sucked increases accordingly, and the sucked air is Proceeding toward the center of the pipe, the journey of microbubble formation becomes longer, resulting in a large amount of microbubble, which is advantageous for purifying sewage.

本発明による曝気装置と、閉塞型渦巻ポンプを
備えた全体として本発明の曝気装置と同構造の従
来の曝気装置との比較性能試験をした。
A comparative performance test was conducted between the aeration device according to the present invention and a conventional aeration device having the same structure as the aeration device of the present invention as a whole including a closed type volute pump.

従来の曝気装置にはノズル直径34φ、本発明の
曝気装置にはノズル直径42φを用いた。本発明の
曝気装置の羽根車6開放端とケーシング7吸込口
端壁間は50mm吸込口9は50φmmとなつている。第
3図は横軸に吐出し量Qを、縦軸に揚程Hを示す
揚程曲線P1,P2、抵抗曲線R1,R2を示す
もので符号P2は従来の曝気装置の渦巻ポンプの
揚程曲線、符号P1は本発明の曝気装置のボルテ
ツクスポンプの揚程曲線、符号R1,R2は夫々
本発明及び従来例のポンプの抵抗曲線である。従
つて平衡状態P1,P2で吐出し量と揚程とは曝気装
置として状態で従来例、本発明の曝気装置共ほぼ
等しい状態としてある。
The conventional aeration device used a nozzle diameter of 34φ, and the aeration device of the present invention used a nozzle diameter of 42φ. The distance between the open end of the impeller 6 and the suction port end wall of the casing 7 of the aeration system of the present invention is 50mm, and the suction port 9 is 50φmm. Figure 3 shows head curves P1, P2, and resistance curves R1, R2, with the horizontal axis representing the discharge amount Q and the vertical axis representing the head H. Symbol P2 is the head curve of a conventional centrifugal pump in an aeration system; P1 is the lift curve of the vortex pump of the aeration system of the present invention, and symbols R1 and R2 are the resistance curves of the pumps of the present invention and the conventional example, respectively. Therefore, in the equilibrium states P 1 and P 2 , the discharge amount and head of the aeration device are approximately equal in both the conventional example and the aeration device of the present invention.

このようにポンプ性能をほぼ等しい状態とした
上で吸入空気量とエゼクタが設置される水深との
関係を調べて見た。
With the pump performance set to be approximately equal in this way, we investigated the relationship between the amount of intake air and the water depth at which the ejector is installed.

第4図は縦軸に吸入空気量(m3/h)を、そし
て横軸にエゼクタ16が設置される水深(m)を
とつて線図にして示す。同線図から明らかなよう
に、本発明に係る曝気装置の性能を表わす曲線
が、従来のそれを表わす曲線より上方にあり、
吸入空気量は本発明による曝気装置の方が大きい
ことが理解される。なお線図には表わされていな
いが気泡も従来のものより微細化されたものが得
られた。また空気導入管を、第1図において鎖線
で示すように、空気室15の下部に開口すると空
気は空気室内を上方へ昇るので、空気は通路22
の周囲の所にまんべんなく流入する結果、吸入空
気量は増大するものである。
FIG. 4 is a diagram showing the intake air amount (m 3 /h) on the vertical axis and the water depth (m) at which the ejector 16 is installed on the horizontal axis. As is clear from the diagram, the curve representing the performance of the aeration device according to the present invention is higher than the curve representing the conventional one,
It is understood that the amount of intake air is greater in the aeration device according to the invention. Although not shown in the diagram, bubbles were also made smaller than those of the conventional method. Furthermore, when the air introduction pipe is opened at the bottom of the air chamber 15 as shown by the chain line in FIG.
As a result, the amount of intake air increases.

以上のとおり、本発明の曝気装置によればポン
プの旋回流がノズルを通じ、空気室、デイフユー
ザまで維持されるので空気吸入量が著しく増大す
る。ボルテツクスポンプであるから固形物も曝気
槽中を循環させることができ曝気装置より固形物
が液体と共に噴出され曝気が被処理液体含有物、
組成物について有効に作用する。
As described above, according to the aeration device of the present invention, the swirling flow of the pump is maintained through the nozzle to the air chamber and the diffuser, so that the amount of air intake is significantly increased. Since it is a vortex pump, solids can also be circulated in the aeration tank, and the solids are ejected from the aeration device along with the liquid, and the aeration removes the liquid to be treated.
It acts effectively on the composition.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の曝気装置の縦断面図、第2図
は第1図の平面図、第3図は従来例の曝気装置に
備えるポンプと本発明の曝気装置のポンプの特性
を示す線図図面、第4図は従来例と本発明の曝気
装置の性能の比較線図図面である。 1……水中モータポンプ、2……モータ、6…
…羽根車、7……ケーシング、8……空間、9…
…吸込口、11……脚、12……吐出し口、13
……エゼクタ、14……ノズル、15……空気
室、16……デイフユーザ、18,18′……空
気導入管、22……空気の通路。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the aeration device of the present invention, FIG. 2 is a plan view of FIG. 1, and FIG. 3 is a line showing the characteristics of the pump provided in the conventional aeration device and the pump of the aeration device of the present invention. Figure 4 is a diagram comparing the performance of the conventional example and the aeration apparatus of the present invention. 1... Submersible motor pump, 2... Motor, 6...
...Impeller, 7...Casing, 8...Space, 9...
...Suction port, 11...Leg, 12...Discharge port, 13
... Ejector, 14 ... Nozzle, 15 ... Air chamber, 16 ... Diffuser, 18, 18' ... Air introduction pipe, 22 ... Air passage.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 処理される液体中において、駆動されるポン
プと、該ポンプに液体的に連結されているエゼク
タとから成り、該エゼクタは前記ポンプからの液
体が供給されるノズルと、該ノズルを囲繞するよ
うに形成されていて気体を導入するための空気導
入管が開口している空気室と、前記ノズルから噴
出される液体が通るデイフユーザとから構成され
ているものにおいて、前面が解放されている羽根
車を備えており、羽根車開放側前面より吸込口間
に空間をおいて渦巻室を構成するポンプであつ
て、該ポンプによつて得られた流体の旋回力を引
き続きノズル部においても維持すべく、前記空間
に吐出口の大部分を設け、且つ該吐出口と隣接す
る位置にノズルが連結されている曝気装置。
1 consisting of a pump to be driven in the liquid to be treated and an ejector fluidly connected to the pump, the ejector having a nozzle to which the liquid from the pump is supplied and a nozzle surrounding the nozzle. An impeller with an open front surface, which is composed of an air chamber formed in the air chamber and having an open air introduction pipe for introducing gas, and a diffuser through which liquid ejected from the nozzle passes. It is a pump that forms a swirl chamber with a space between the suction port and the front surface of the open side of the impeller, and the swirling force of the fluid obtained by the pump is continuously maintained at the nozzle part. . An aeration device in which most of the discharge ports are provided in the space, and a nozzle is connected to a position adjacent to the discharge ports.
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